Question

用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。

A．电压表V₁（量程6V、内阻很大）      B．电压表V₂（量程3V、内阻很大）

C．电流表A（量程3A、内阻很小）       D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A）

E．小灯泡（2A、5W）                  F．电池组（电动势E、内阻r）

G．开关一只，导线若干

实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V₁的示数增大，则电压表V₂的示数减小。

请将设计的实验电路图在下方的虚线方框中补充完整。

（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V₁和电压表V₂的示数，组成两个坐标点（I₁，U₁）、（I₂，U₂），标到U—I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如下图所示，则电池组的电动势E＝    V、内阻r＝     Ω。（结果保留两位有效数字）

（3）在U—I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为     Ω（结果保留两位有效数字）。

Answer

（1）如下图所示（2）4.5；1.0（每空2分）（3）0（2分）

【解析】（1）通过改变滑动变阻器的阻值得到几组路端电压与电流的值，由闭合电路欧姆定律可求得电源电动势和电源内阻的值，同时小灯泡的电压和电流也随之发生变化，即可得到伏安特性曲线。

（2）当电流I=0时，路端电压等于电源电动势，即为在纵坐标上的截距E=4.5V；由E=U+Ir把倾斜直线向下延长，与横轴交点为短路电流，倾斜直线的斜率为电源内阻r=1.0Ω(3)倾斜直线与小灯泡的伏安特性曲线交于P点说明此时的路端电压为小灯泡两端电压，所以滑动变阻器电阻为0.